CN101567275A - 断路器元件相柱的一次外包真空灭弧室的制造方法及模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种断路器元件相柱的包复真空灭弧室的制造方法及模具。该制造方法包括：合模步骤，用于将真空灭弧室装入模具中并合模，其中，该断路器元件相柱的真空灭弧室动端触头外露导电部分被第一模头覆盖，该真空灭弧室静端触头外露导电部分被第二模头覆盖，使在下步骤注射过程中导电部分不被硅橡胶包复，以保证导电部分的导电性，除此之外，模头还使真空灭弧室在模具中定位，从而保证包上硅胶的尺寸；注射步骤，用于向模具内注射液体硅橡胶，反应成型；脱模步骤，用于等硅胶反应成型后脱模取出一次外包真空灭弧室；二次外包步骤，用于在一次外包真空灭弧室外二次外包树脂以制成断路器元件相柱制品。

Description

断路器元件相柱的一次外包真空灭弧室的制造方法及模具

技术领域

本发明涉及一种断路器元件相柱的一次外包真空灭弧室的制造方法，特别是一种高电压断路器元件相柱的制造方法。

背景技术

该真空断路器的主要部分是三个相柱，每个相柱都包含有真空灭弧室和外绝缘，其中，该真空灭弧室是真空断路器电流开断的最重要元件，是真空断路器的心脏。该真空灭弧室利用真空作为灭弧介质。该真空灭弧室包括一个陶瓷或一个玻璃的中空圆柱体，该中空圆柱体两端设有不锈钢或无氧铜端盖，该端盖与陶瓷或玻璃外壳焊接组成了一个真空室。该真空室内设有动端触头和静端触头，该动端触头通过波纹管与一端的端盖相连并可进行开合动作。其中，该真空灭弧室的内部是真空状态，并具有足够的绝缘强度，这是由真空灭弧室本身的结构保证的。

该真空灭弧室在通常的、比较好的环境条件下，例如海拔低、湿度小、无污染或很少污染的条件下，电压等级在12KV时，可以直接依靠空气作为外绝缘介质。但是当环境条件改变，例如高海拔、高湿度、有污染或有污秽的条件下，真空灭弧室的外绝缘的介电强度下降，另外，40.5KV电压等级的真空灭弧室的外绝缘距离太短，因此都不可能直接利用空气作为绝缘介质。该真空灭弧室外绝缘介电性能下降当然会导致断路器的失败。为了提高真空灭弧室的外绝缘性能，人们设计了如下的四种方法：

其一，将灭弧室长度加长并在陶瓷外壳做裙边，以增大爬电距离。40.5KV真空灭弧室利用空气作为绝缘介质时灭弧室长度，例如可能达到400mm以上。这种方法存在有如下缺点：1、灭弧室长度加长会大大加大断路器尺寸；2、由于陶瓷本身特点，裙边做大也有限，总还是使灭弧室尺寸太大。这种方法基本上不可取。

其二，将真空灭弧室放置在密闭容器中并在容器中填充介电性能更好的绝缘介质，如SF6气体、变压器油、硅油、高纯高压N2或N2和SF6的混合气体等。这种方法存在有如下缺点：1、由于要有密闭容器，因此结构变得复杂、庞大；2、还有漏油漏气等问题，其中SF6气体还会造成环境污染。

其三，先行制成爬距较大的硅橡胶套，然后用涂黏结剂黏结的方法，把硅橡胶套套装并黏结在真空灭弧室外面，以增大真空灭弧室的爬电距离达到增加外绝缘的介电强度。这种方法存在以下质量隐患：1、由于真空灭弧室外壳是陶瓷，圆度极差，硅橡胶套和陶瓷外壳之间会造成空气间隙，而且很难排除；2、在陶瓷外壳和硅橡胶套之间的胶粘剂在施工时很难涂均匀，即使涂均匀了，在套硅橡胶套时也会因移动而变得不均匀，这样就会造成气隙。空气的介电常数比硅橡胶和陶瓷低，当真空灭弧室处在工作电场中的状态下，由于气隙的介入而使电场中的局部电场强度发生畸变，因此有气隙的区域首先发生击穿，表现为沿陶瓷外表面的击穿甚至在陶瓷厚度方向被击穿，电压等级越高，击穿的几率越高，以致造成严重的用电事故。

其四，将真空灭弧室包封在固体绝缘材料中，形成整体相柱。这样不但能增加真空灭弧室外绝缘介电能力，而且可以将母线端子、甚至有时连同互感器固封在一起，能提高真空断路器的整体安装特性。这样做的问题是包封在绝缘材料中的真空灭弧室和其他零件的位置稳定性问题、绝缘材料在固化过程中的收缩造成的对真空灭弧室的应力问题，还需要解决同样有可能存在的气隙问题。

在以上四种解决方案中，以第四种方案为好。但在第四种方案中，必须解决收缩应力问题。以往的解决这个问题的方法有两种：

其一，用热缩套管在真空灭弧室和绝缘材料之间建立起一个缓冲层。热缩套为PE、PVC等材料制成，常用的为交联聚乙烯。采用热缩套有下列问题：热缩套在套入真空灭弧室时有可能产生气隙，而且会被紧缩在中间，热缩套材料缺乏作为缓冲层所必须的弹性。

其二，用冷缩套在真空灭弧室和绝缘材料之间建立起一个缓冲层。冷缩套较厚，且较为柔软，冷缩套是由三元乙丙橡胶制成，性能是热胀冷缩。在二次包封环氧树脂的过程中需要加热，加热的过程中就会使冷缩套热胀，这样就会造成冷缩套和真空灭弧室之间的气隙，因此用冷缩套不是一个很好的解决办法。

发明内容

本发明提供一种断路器元件相柱的制造方法及一次外包真空灭弧室模具，其克服了背景技术中的断路器元件相柱所存在的外绝缘性能差、存在有气隙和收缩应力的不足。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：

一种断路器元件相柱的制造方法，它包括：

步骤一，合模步骤，用于将真空灭弧室装入模具中并合模，其中，该断路器元件相柱的真空灭弧室动端触头外露导电部分被第一模头覆盖，该真空灭弧室静端触头外露导电部分被第二模头覆盖，并通过把手夹紧密封，使在下步骤注射过程中导电部分不被硅橡胶包复，以保证导电部分的导电性；

步骤二，注射步骤，用于向模具内注射液体硅橡胶，反应成型；以及

步骤三，脱模步骤，用于等硅胶反应成型后脱模取出一次外包真空灭弧室。

步骤四，二次外包步骤，用于在一次外包真空灭弧室外二次外包树脂以制成断路器元件相柱制品。

本发明的一较佳实施例中，该步骤二的注射步骤中，该注射工艺采用自动压力凝胶工艺。

本发明的一较佳实施例中，该步骤一的合模步骤中，它包括：

步骤1，预备步骤，预备好第一模板和第二模板；

步骤2，夹持步骤，第一模头覆盖并夹持真空灭弧室动端触头外露导电部分，第二模头覆盖并夹持真空灭弧室静端触头外露导电部分；

步骤3，装入步骤，将真空灭弧室装入第一模板，通过把手夹紧；以及

步骤4，合模步骤，合模第一模板和第二模板。

本发明的一较佳实施例中，该步骤2的夹持步骤中，该第一模头和第二模头外都设有把手；该步骤3的装入步骤中，通过该两把手将该真空灭弧室夹紧并定位。

本发明的一较佳实施例中，该步骤三的脱模步骤中，它包括：

步骤a，开模步骤，开模；

步骤b，取出步骤，取出带有两模头的一次外包真空灭弧室；以及

步骤c，去模头步骤，拆下第一模头和第二模头。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是：

一种断路器元件一次外包真空灭弧室的制造模具，它包括：

第一模板，它开设有第一腔体；

第二模板，它开设有第二腔体；

第一模头，它覆盖真空灭弧室动端触头外露导电部分；以及

第二模头，它覆盖真空灭弧室静端触头外露导电部分；

其中，该第一内腔体和第二内腔体在合模后配合形成内腔体，该真空灭弧室、第一模头和第二模头定位并位于该内腔体内。

本发明的一较佳实施例中，该第一模头内开设有第一套槽，该第一套槽套接并覆盖真空灭弧室动端触头外露导电部分；该第二模头内开设有第二套槽，该第二套槽套接并覆盖真空灭弧室静端触头外露导电部分。

本发明的一较佳实施例中，该第一模头外设有第一把手；该第二模头外设有第二把手。

本发明的一较佳实施例中，该第一模头覆盖并夹持真空灭弧室动端触头外露导电部分，该第二模头覆盖并夹持真空灭弧室静端触头外露导电部分。

本发明的有益效果：由于注射的硅橡胶硫化后直接在真空灭弧室外围生成一个缓冲层，直接生成这个缓冲层的结果是使硅橡胶紧紧地长在真空灭弧室的瓷壳上，于是克服了背景技术所存在的不足，并具有如下优点：其一，缓冲层和真空灭弧室之间不存在气隙和收缩应力，断路器元件相柱外绝缘性能高；其二，硅橡胶本身具有耐高温特性，无论高温、低温的情况下都不影响绝缘和缓冲效果。该模头还能使真空灭弧室在模具中定位，从而保证包覆的硅胶厚度均匀。该真空灭弧室动端触头、静端触头外露导电部分都被模头覆盖，在下步骤注射过程中导电部分不会被硅橡胶包复，在制造过程中能保证导电部分的导电性，解决了以前外露导电部分易被硅橡胶包复、导电部分导电性能差、不能模具加工制造的问题，于是具有如下优点：能够通过模具加工制造断路器元件相柱，能够提高生产效率，能够提高成品率，能够自动化生产。该注射工艺采用自动压力凝胶工艺，无论瓷壳圆度怎样，硅橡胶都会紧紧包在瓷壳周围。由于该模头覆盖并夹持真空灭弧室触头外露导电部分，因此便于人工搬运或自动化搬运真空灭弧室进出模具。由于通过该两把手将该真空灭弧室与模头夹紧并定位，操作方便。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1绘示了一较佳实施例的断路器元件一次外包真空灭弧室的结构剖面示意图。

图2绘示了一较佳实施例的模具的结构剖面示意图之一。

图3绘示了一较佳实施例的模具的结构剖面示意图之二。

图4绘示了一较佳实施例的第一模板的立体示意图。

图5绘示了一较佳实施例的第二模板的立体示意图。

图6绘示了一较佳实施例的动模头的剖面示意图。

图7绘示了一较佳实施例的动模头的左视示意图。

图8绘示了一较佳实施例的静模头的剖面示意图。

图9绘示了一较佳实施例的静模头的左视示意图。

具体实施方式

该断路器元件一次外包真空灭弧室的结构请查阅图1，它包括一真空灭弧室60、一次包封70；该真空灭弧室60包括真空室61、动端触头62以及静端触头63；该一次包封70为硅橡胶缓冲层，它紧紧包在真空灭弧室60周围。

一种断路器元件一次外包真空灭弧室的制造模具，请查阅图2以及图3，它包括第一模板10、第二模板20、动模头30、静模头40以及两把手50。

请查阅图4，该第一模板10开设有第一腔体11以及注射流道12。请查阅图5，该第二模板20开设有第二腔体21。其中，该第一模板10和第二模板20之间设置有夹合机构，该夹合结构可锁接和松释，合模时该夹合机构处于夹合状态，分模时松释该夹合。请查阅图2、图3、图4以及图5，该第一腔体11和第二腔体21对称并组合成内腔体，该内腔体连通注射流道12。

请查阅图6以及图7，该动模头30内开设有第一套槽31，该第一套槽31适配动端触头62外露导电部分。请查阅图8以及图9，该静模头40内开设有第一套槽41，该第一套槽41适配静端触头63外露导电部分。

请查阅图2以及图3，该把手50包括一连接杆51以及一握手杆52，该连接杆51一端插接并固定握手杆52中央。其中，该第一把手50的连接杆51另一端固接动模头30，该第二把手50的连接杆51另一端固接静模头40。

一种断路器元件相柱的制造方法，它包括：

步骤一，合模步骤，它包括：

步骤1，预备步骤，预备好第一模板10和第二模板20；

步骤2，夹持步骤，

该动模头30的第一套槽31套接并覆盖真空灭弧室70动端触头62外露导电部分，再配设螺丝穿过动模头30并螺接动端触头62外露导电部分的螺钉孔，以使得该动模头30覆盖并夹持真空灭弧室70动端触头62；

该静模头40的第二套槽41套接并覆盖真空灭弧室70静端触头63外露导电部分，再配设螺丝穿过静模头40并螺接静端触头63外露导电部分的螺钉孔，以使得该静模头40覆盖并夹持真空灭弧室70静端触头63；

步骤3，装入步骤，通过该两把手50将带有模头的真空灭弧室夹紧并定位在第一模板10的第一腔体11中；以及

步骤4，合模步骤，合模第一模板10和第二模板20，锁紧夹合机构；

步骤二，注射步骤，用于通过注射流道12向模具的内腔体注射LSR(LiquidSilicone Rubber)液体硅橡胶，该液体硅橡胶材料可参照本申请人在先申请ZL200410034428.4；该液体硅橡胶室温反应成型，或，加热促进使硅橡胶快速反应成型；

该注射工艺采用自动压力凝胶工艺(APG)；该注射成型工艺条件可参照本申请人在先申请ZL200410034428.4；

其中，注射的硅橡胶硫化后成为一次外包层70，硅橡胶缓冲层；

步骤三，脱模步骤，它包括：

步骤a，开模步骤，松释夹合机构，开模；

步骤b，取出步骤，取出带有两模头的一次外包的真空灭弧室；以及

步骤c，去模头步骤，拆下第一模头和第二模头；

步骤四，二次外包步骤，用于在一次外包真空灭弧室外二次外包树脂以制成断路器元件相柱制品。

其中，该把手也进一步密封该外露导电部分。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种断路器元件相柱的一次外包真空灭弧室的制造方法，其特征是：它包括：

步骤一，合模步骤，用于将真空灭弧室装入模具中并合模，其中，该断路器元件相柱的真空灭弧室动端触头外露导电部分被第一模头覆盖，该真空灭弧室静端触头外露导电部分被第二模头覆盖，使在下步骤注射过程中导电部分不被硅橡胶包复，以保证导电部分的导电性；

步骤二，注射步骤，用于向模具内注射液体硅橡胶，反应成型；以及

步骤三，脱模步骤，用于等硅胶反应成型后脱模取出一次外包真空灭弧室。

2.根据权利要求1所述的一种断路器元件相柱的一次外包真空灭弧室的制造方法，其特征是：还包括：

步骤四，二次外包步骤，用于在一次外包真空灭弧室外二次外包树脂以制成断路器元件相柱制品。

3.根据权利要求2所述的一种断路器元件相柱的一次外包真空灭弧室的制造方法，其特征是：该步骤二的注射步骤中，该注射工艺采用自动压力凝胶工艺。

4.根据权利要求3所述的一种断路器元件相柱的一次外包真空灭弧室的制造方法，其特征是：该步骤一的合模步骤中，它包括：

步骤1，预备步骤，预备好第一模板和第二模板；

步骤2，夹持步骤，第一模头覆盖并夹持真空灭弧室动端触头外露导电部分，第二模头覆盖并夹持真空灭弧室静端触头外露导电部分；

步骤3，装入步骤，将真空灭弧室装入第一模板；以及

步骤4，合模步骤，合模第一模板和第二模板。

5.根据权利要求4所述的一种断路器元件相柱的一次外包真空灭弧室的制造方法，其特征是：

该步骤2的夹持步骤中，该第一模头和第二模头外都设有把手，通过该把手将真空灭弧室和模头夹紧，保证模头和真空灭弧室的密封；

该步骤3的装入步骤中，通过该把手将真空灭弧室定位在模具中。

6.根据权利要求4所述的一种断路器元件相柱的一次外包真空灭弧室的制造方法，其特征是：该步骤三的脱模步骤中，它包括：

步骤a，开模步骤，开模；

步骤b，取出步骤，取出带有两模头的一次外包真空灭弧室；以及

步骤c，去模头步骤，拆下第一模头和第二模头。

7.一种断路器元件的一次外包真空灭弧室的制造模具，其特征是：它包括：

第一模板，它开设有第一腔体；

第二模板，它开设有第二腔体；

第一模头，它覆盖真空灭弧室动端触头外露导电部分；以及

第二模头，它覆盖真空灭弧室静端触头外露导电部分；

其中，该第一内腔体和第二内腔体在合模后配合形成内腔体，该真空灭弧室、第一模头和第二模头定位并位于该内腔体内。

8.根据权利要求7所述的一种断路器元件的一次外包真空灭弧室的制造模具，其特征是：该第一模头内开设有第一套槽，该第一套槽套接并覆盖真空灭弧室动端触头外露导电部分；该第二模头内开设有第二套槽，该第二套槽套接并覆盖真空灭弧室静端触头外露导电部分。

9.根据权利要求7或8所述的一种断路器元件的一次外包真空灭弧室的制造模具，其特征是：该第一模头外设有第一把手；该第二模头外设有第二把手。

10.根据权利要求9所述的一种断路器元件的一次外包真空灭弧室的制造模具，其特征是：该第一模头覆盖并夹持真空灭弧室动端触头外露导电部分，该第二模头覆盖并夹持真空灭弧室静端触头外露导电部分。

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